[发明专利]一种飞机翼面气动分布曲面拟合方法

说明书

本发明属于飞机翼面强度分析技术领域，涉及一种飞机翼面气动分布曲面拟合方法。步骤一，通过等参逆变换将飞机翼面转换为规则的正方形结构；步骤二，对上述正方形进行相似变换；步骤三，在相似变换后的坐标中，采用曲面样条函数，得到拟合曲面方程；步骤四，根据拟合得到的曲面方程计算目标点压强，得到所需拟合曲面。通过对翼面进行等参逆变换，将其转换为规则的正方形，然后调整正方形的长宽比，得到不同的矩形，在合适的矩形上用曲面样条函数进行曲面拟合，得到光滑连续的拟合曲面，进而可以插值计算得到各点压强，提高计算的精度。

技术领域

本发明属于飞机翼面强度分析技术领域，涉及一种飞机翼面气动分布曲面拟合方法。

背景技术

曲面样条函数是对两个自变量函数进行光顺和插值的数学工具，目前已得到广泛应用。在航空领域，曲面样条函数通常被用于对翼面结构表面气动压强的曲面拟合和插值。当翼面表面气动压强沿翼面弦向变化过于剧烈时，用曲面样条函数拟合得到的曲面会出现锯齿形状，导致插值计算得到的压强不准确。

发明内容

本发明的目的：提供一种飞机翼面气动分布光滑连续曲面拟合方法，进而提高了插值计算的精度。

本发明的技术方案：一种飞机翼面气动分布曲面拟合方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

步骤一，通过等参逆变换将飞机翼面转换为规则的正方形结构；

步骤二，对上述正方形进行相似变换；

步骤三，在相似变换后的坐标中，采用曲面样条函数，得到拟合曲面方程；

步骤四，根据拟合得到的曲面方程计算目标点压强，得到所需拟合曲面。

优选地，步骤四中首先对得到的拟合曲面方程进行验证，检查曲面是否光滑连续；如果否，则调整正方形相似变换的缩放系数k，重复步骤三。

优选地，采用拟合得到的曲面方程计算任意一点的压强，通过画图软件绘制曲面，检查曲面是否光滑连续。

本发明的有益效果：通过对翼面进行等参逆变换，将其转换为规则的正方形，然后调整正方形的长宽比，得到不同的矩形，在合适的矩形上用曲面样条函数进行曲面拟合，得到光滑连续的拟合曲面，进而可以插值计算得到各点压强，提高计算的精度。

附图说明

图1已知的66个气动压强点位置分布；

图2原始气动压强分布；

图3直接采用曲面样条函数拟合得到的曲面；

图4等参逆变换后在坐标系O'X'Y'中压强点的位置分布；

图5在坐标系O'X'Y'Z'拟合得到的曲面；

图6相似变换后在坐标系O”X”Y”中压强点的位置分布；

图7在坐标系O”X”Y”Z”拟合得到的曲面；

图8在坐标系OXYZ绘制的拟合曲面；

图9本发明的流程示意图。

具体实施方式

以某型民用轻型飞机内段机翼上表面的气动压强为例，进行方法说明。已知内段机翼上表面66个点的气动压强，在机翼弦平面坐标系XOY中的位置分布见图1，将气动压强作为Z坐标，用平行四边形将相邻四个点的压强连接在一起，得到的原始气动压强分布见图2。

从图2可以看出在靠近机翼前缘(X坐标接近零值处)处，气动压强沿机翼弦向(X轴方向)变化剧烈，沿机翼展向(Y轴方向)变化平缓。